Formation Bâtiment Durable : ENERGIE Bruxelles Environnement LES ÉOLIENNES EN RÉGION DE BRUXELLES CAPITALE Bruno CLAESSENS 20 novembre 2014 Plan de l’exposé 1. Aspects techniques 1. 2. 3. 2. Classification des éoliennes Types de technologie Schéma d’une turbine à axe horizontal Potentiel éolien en Région de Bruxelles Capitale (RBC) 1. 2. 3. Etude IBGE 2009 Exemples concrets en RBC Etude VUB 2014 3. Incitants financiers 4. Procédure administrative 5. Pour aller plus loin 2 1. Aspects techniques 1.1. Classification des éoliennes : • petit éolien • moyen éolien • grand éolien pas de classification officielle Classification admise : Petit éolien : de 0 à 100 kW (« micro » ou « mini » éolien : de 0 à 10 kW) Moyen éolien : de 100 kW à 3 MW Grand éolien : au-delà de 3 MW Autre classification : surface balayée < 200 m² (= rayon +/- 8 m) = petit éolien 3 1. Aspects techniques 1.2. Types de technologie a) Eoliennes à axe horizontal (HAWT) ou à axe vertical (VAWT) 4 HAWT / VAWT ‐ avantages et inconvénients: HAWT : Vitesse de démarrage moins élevée Meilleures performances vents laminaires et constants Plus de nuisances sonores VAWT : Plus silencieuses Plage de vitesses de vent plus étendues (résiste mieux aux vents forts) 5 Meilleure intégration paysagère (esthétique) Conçue pour des vents turbulents Performances inférieures Round Table - Brussels Enterprise Agency - 01/12/2011 b) Classification selon le nombre de pales Monopale – bipale – tripale – multipale 6 a. Horizontal axis wind turbines (HAWT) One‐bladed 7 Two‐bladed One‐bladed Two‐bladed Three‐bladed Multi‐bladed Round Table - Brussels Enterprise Agency - 01/12/2011 b. Vertical axis wind turbines (VAWT) Type Savonius 8 Type Darrieus b) Classification selon le nombre de pales Monopale – bipale – tripale – multipale Avantages / inconvénients : moins de pales = rotor plus léger plus de pales = meilleure captation du vent = démarrage rapide 2 pales : vents cycloniques (Groupe Vergnet), saccades à la rotation 3 pales = plus esthétique, rotation plus harmonieuse, compromis idéal entre captation de l’énergie du vent et continuité du flux traversant le rotor 5 pales ou plus : démarrage rapide , mais performance limitée, rotor lourd et moindre résistance aux vents forts 9 Forme d’énergie : Energie cinétique Vent : P (W) = ½ ρ S v³ (kg/m³ m² m³/s³) • Densité • Surface traversée • Vitesse du vent t° -25 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Densité (kg/m³) 1,423 1,292 1,269 1,247 1,225 1,204 1,184 1,165 1,146 1,127 Distribution de Weibull (V=7 et k=2) La loi de Betz détermine qu'une éolienne ne pourra jamais convertir en énergie mécanique plus de 16/27 (ou 59%) de l'énergie cinétique contenue dans le vent. La distribution de la vitesse du vent d’un site peut être caractérisé par une distribution de Weibull. Celle-ci est définie par 2 paramètres : La vitesse moyenne et un coefficient de forme (k : 1-3) - 10 - 1. Aspects techniques 1.3. Schéma d’une turbine éolienne à axe horizontal 11 Principe de conversion ● Une éolienne (horizontale ou verticale) freine le vent avec ses pales ● Le rotor transforme l’énergie cinétique en énergie mécanique (rotation axe), ensuite en électricité ● Conversion possible uniquement avec un écoulement laminaire (a) c.à.d. un vent fluide (avec filet d’air parallèle) et régulier ● Besoin de placer les éoliennes en hauteur ( Règle de bonne pratique : jusque 2 X la hauteur du bâtiment) Apparition de turbulences (b) du à la rugosité du sol (>< écoulement laminaire) Source : étude WINEUR - 2006 1 3 IFAPME – 29 septembre 2010 éolienne urbaine = éolienne à basse altitude ► ► Turbulences -> « mauvaise qualité énergétique » du vent importance de mesurer la vitesse du vent et le taux de turbulences 2. Potentiel éolien en RBC 2.1. Etude réalisée par l’IBGE en 2009 Faible potentiel évalué en RBC (9.500 MWh) notamment du fait des contraintes liées à la proximité de l’aéroport (zone CTR d’exclusion de 15 km autour du radar) Zones concernées 16 2.2. Exemples concrets en RBC Grand éolien : ► ► Port de Bruxelles : 3 x 2 MW zone d’exlusion Belgocontrol => projet abandonné Renove Electric : petite VAWT à Jette indépendante du bâtiment ERM Etterbeek: petite éolienne expérimentale en toiture Site SIBELGA : ► ► ► éolienne Skystream (USA, Chine) – 2,4 kW 11 mètres de hauteur production : <1500 kWh Divers projets en cours : ► ► ► ► 2 x 50 kW – piscine NEMO Drogenbos – projet à l’arrêt 3 x VAWT 4 kW + 1 x HAWT 100 kW – Anderlecht / Concession SEAT Bd Industriel - demande de permis en cours 2 x 4 kW – port de Bruxelles Autres ? (The Hotel, Tour Manhattan, Tour des Finances) 17 2.3. Etude réalisées par la VUB - 2014 identification de 10 sites pour démarrage d’une campagne de mesure Mesure du vent sur 4 sites en RBC Sites choisis : The Hotel (96 + 7 m) Siège d’ELIA (59 m) campus ULB Solbosch (32 + 9 m) Siège du Port de Bruxelles – Place des Chevaliers (12 et 10 m du niveau du sol) 18 Conclusions: Seul le site The Hotel = potentiel suffisant (projet rentable) Répartition inégale des vitesses de vent sur le toit (emplacement) Pour les 4 sites, aucune contrainte relative à : faisabilité technique nuisances sonores couloirs de navigation aérienne biodiversité Au sommet des bâtiments élevés: bon potentiel de vent (comparable à la côte belge) Eolienne de moyenne puissance sur le site d’ELIA et le Port de Bruxelles : pertinent, mais risque de rendement faible. Potentiel de vent et faisabilité financière sont les deux critères déterminants (par opposition aux contraintes urbanistiques). 19 3. Incitants financiers Primes à l’investissement - Soutien financier pour les études de faisabilité et audits nécessaires à l’implantation d’une éolienne. - 25 % du montant de la facture pour l’étude, la fourniture et le placement du matériel. Certificats verts - Octroi de base: une installation reçoit 1,818 CV/MWh produit - Eolienne (175 kW): E=350 MWh => 350*1,818 CV= 636,3 CV Déduction fiscale - déduction fiscale pour les PME : La déduction fiscale pour les entreprises est de 14,5% de la valeur d'investissement pour 2013 exercice d'imposition 2014 (http://finances.belgium.be/fr/entreprises/impot_des_societes/avantages_fiscaux/deduction_pour_investissement/#q2) - rien pour les particuliers 20 4. Procédure administrative Permis d’urbanisme Permis d’environnement - Installations et parcs éoliens classés en: • classe 1C (1 à 250 kW) • classe 1B (>250 kW à 1MW) • classe 1A (> 1 MW) - Le permis d’environnement de classe 1 est à introduire auprès Bruxelles Environnement. 21 5. Pour aller plus loin ● Etude de l’utilisation du potentiel d’énergie éolienne en RBC (IBGE 2009) www.apere.org/docnum/recherche/view_docnum.php?doc_filename=d oc1221_RBC_Potentiel_Eolien_090827.fiche3.pdf&num_doc=1221 ● Implantation d’éoliennes en RBC (APERe 2004) www.apere.org/docnum/recherche/view_docnum.php?doc_filename=d oc1274_EoliennesRBC.fiche85.pdf&num_doc=1274 ● Le potentiel éolien en RBC (Info fiche énergie - IBGE 2010) http://documentation.bruxellesenvironnement.be/documents/IF_Prof_E nergie_Potentiel_Eolien_RBC_FR.PDF 22 ● www.eolien.be ● www.urbanwind.net ● www.thewindpower.net ● www.ewea.org ● www.apere.org ● www.bruxellesenvironnement.be ► Page sur l’éolien : www.bruxellesenvironnement.be/Templates/Professionnels/informer.aspx ?id=32605 ► Fiche sur les éoliennes : http://documentation.bruxellesenvironnement.be/documents/IF_Energie_E R11_part_FR.PDF 23 Contacts Suzanne Keignaert - +32 2 894 09 03 - [email protected] Chargée de projet Bruno Claessens - +32 2 209 04 07 – [email protected] Chargé de projet 24